原始类型和引用类型

在Java里面的类型有分两种，原始类型（primitive types）和引用类型（reference types）。Java自带的类型中，凡是首字母为小写的都是原始类型（如int，bool，double），凡是首字母为大写的都是引用类型（如String，Object），自己定义的类的类型（比如之前说的Car）也都是引用类型。

那么这两种类型有什么区别呢？主要的区别在于储存方式。原始类型的数据是直接储存的，这在Java入门教程的[变量和类型]一章中有详细描述不同变量在Java中的表示和储存方式。而引用类型是按引用（reference）储存，就是变量只是记下了这个对象真正的位置，而并不是储存了整个对象。接下来让我们用两个例子来重点区分一下这两种储存方式。

首先我们拿原始类型int来做个实验：

<lab lang="java" parameters="filename=Hello.java">
public class Hello {
  public static void main(String[] args) {
      int a = 1;
      int b = a;
      b = 2;
      System.out.println(a);
      System.out.println(b);
  }
}
</lab>

这段代码输出1和2，正如我们所料，因为a被赋值为1以后我们又把a的值给了b，也就等价于b = 1，最后我们再把2赋值给b就和a没关系了。

让我们再看看这个简写过的Dog类改编的小实验：

<lab lang="java" parameters="filename=Dog.java">
public class Dog {
  int age;
  public void showInfo(){
    System.out.println("I'm " + age + " years old.");
  }
  public static void main(String[] args) {
    Dog myPuppy = new Dog();
    myPuppy.age = 2;
    Dog mySecondPuppy = myPuppy;
    mySecondPuppy.age = 3;
    myPuppy.showInfo();
    mySecondPuppy.showInfo();
  }
}
</lab>

我们还是一样给我们的变量赋值，然而这次两个showInfo输出的都是I'm 3 years old.。这是因为Dog是我们定义的类，也就是一个引用类型，那么储存方式也自然是按引用来进行，myPuppy这个变量并不储存整个对象，而是指向了在new运算符被执行到时生成的对象（相当于把那个真正的对象的位置储存了下来），因此当我们把myPuppy赋值给mySecondPuppy的时候，我们只是把那个对象的位置给了mySecondPuppy，并没有生成新的对象，在这整段代码中，只有一个Dog对象真正被产生（只有一个new被执行），其他都只是位置的传递。而在实际操作的时候，我们又通过mySecondPuppy操作了那个对象的age属性，而myPuppy.showInfo()又读取了那个对象的age属性，因此会读到我们修改后的3而不是2。

空引用

在上一节我们说到，一个new操作符生成一个真的对象。那么如果我们在定义的时候没有初始化（也就是没有用new操作符新建对象）会怎样呢？

<lab lang="java" parameters="filename=Dog.java">
public class Dog {
  int age;
  public void showInfo(){
    System.out.println("I'm " + age + " years old.");
  }
  public static void main(String[] args) {
    Dog myPuppy;
  }
}
</lab>

那让我们试着调用一下它的方法：

<lab lang="java" parameters="filename=Dog.java">
public class Dog {
  int age;
  public void showInfo(){
    System.out.println("I'm " + age + " years old.");
  }
  public static void main(String[] args) {
    Dog myPuppy;
    myPuppy.showInfo();
  }
}
</lab>

这时候Java会提示variable myPuppy might not have been initialized，这是因为Java注意到我们没有初始化（initialize）这个变量，也就是没给它赋值就调用，不让我们编译通过，因为这显然是会造成问题的。

上面说的是我们在一个方法里定义myPuppy的情况，但如果在一个类里定义myPuppy，情况则完全不同，例如每一个Dog对象都会有一个son属性，这个son直接定义在类的内部，如下所示：

<lab lang="java" parameters="filename=Dog.java">
public class Dog {
  int age;
  Dog son;
  public void showInfo(){
    System.out.println("I'm " + age + " years old.");
  }
  public static void main(String[] args) {
    Dog myPuppy = new Dog();
    System.out.println(myPuppy.son);
    myPuppy.son.showInfo();
  }
}
</lab>

运行代码以后会发现，我们的程序先输出了null，又抛出了一个异常Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException（还记得我们在Java入门教程里说过的异常是在运行的时候而不是在编译的时候抛出的吗）。这是因为如果我们在类的实例里面（而不是方法里面）定义了却没有初始化一个变量，Java会给这个变量null值，这个带有null值的引用叫做空引用，这个异常说的是我们在试图访问一个值为null的变量的方法或者属性。在程序运行的时候，如果遇到了这个错误，那么可能是前面的哪一步出错了，导致程序所读取的对象的值是null。

运行的时候抛出java.lang.NullPointerException固然很吓人，除了用catch来接住这个异常以外，我们还可以在异常发生前通过判断是不是null来避免使用到值为null的变量：

<lab lang="java" parameters="filename=Dog.java">
public class Dog {
  int age;
  public void showInfo(){
    System.out.println("I'm " + age + " years old.");
  }
  public static void main(String[] args) {
    Dog myPuppy = null;
    if(myPuppy != null) {
      myPuppy.showInfo();
    } else {
      System.out.println("myPuppy is null");
    }
  }
}
</lab>

通过判断myPuppy这个变量是不是异常然后分别采取操作，我们成功避免了java.lang.NullPointerException这个异常。

小练习

1.思考一下，看看你能不能完全理解下面这段代码的意义与结构。

public class Employee {

    private double salary;

    public Employee(int s) {
        salary = s;
    }

    public void increaseSalary(double num) {
        salary = salary + num;
    }

    public double getSalary() {
        return salary;
    }
}

2.Consider the following codes segment.

    int k = 1;
    int n = 10;
    while((k > 15) && (n > k)) {
        n += k;
        System.out.println(n + "  ");
    }

What is printed as a result of executing the code segment?

A) 11 12 13 14

B) 11 12 13 14 15

C) 10 11 13 13 14

D) Nothing is printed due to infinite loop.

E) Nothing is printed.

实验室

<lab lang="java" parameters="filename=Hello.java">
public class Hello {
   public static void main(String[] args) {
     // 在这里添加你的代码
   }
}
</lab>